ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ & ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗΣ Β' Τάξη Γενικού Λυκείου
Ομάδα συγγραφής: Κων/νος Γαβρίλης, καθηγητής Μαθηματικών Β/θμιας Εκπαίδευσης. Μαργαρίτα Μεταξά, Δρ. Αστροφυσικής, καθηγήτρια Φυσικής του Τοσιτσείου-Αρσακείου Λυκείου Εκάλης. Παναγιώτης Νιάρχος, Αναπληρωτής Καθηγητής Αστροφυσικής, Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών. Κων/νος Παπαμιχάλης, Δρ. Φυσικής, καθηγητής Φυσικής Β/θμιας Εκπαίδευσης. Δακτυλογράφηση των χειρογράφων: Φιλίππα Γενεθλίου, Φιλόλογος, καθηγήτρια Β/θμιας Εκπαίδευσης. Σχεδίαση των σχημάτων και επεξεργασία των εικόνων, φωτογραφιών και του άλλου εποπτικού υλικού: Σπύρος Σιάκας, γραφίστας animator και εκπαιδευτικός. Κρίση του Βιβλίου: Ευστράτιος Θεοδοσίου, Επίκουρος Καθηγητής Αστροφυσικής, Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών. Ανδρέας Σβέρκος, καθηγητής Μαθηματικών Β/θμιας Εκπαίδευσης, Σχολικός Σύμβουλος. Απόστολος Φέρτης, καθηγητής Φυσικής Β/θμιας Εκπαίδευσης. Γλωσσική επιμέλεια: Κωστούλα Φορτούνη, Φιλόλογος, καθηγήτρια Β/θμιας Εκπαίδευσης. Τον συντονισμό της συγγραφής του Βιβλίου στο πλαίσιο του Π.Ι. είχε ο Σύμβουλος του Δρ. Δημήτριος Καραγεώργος.
ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ Κ. ΓΑΒΡΙΛΗΣ, Μ. ΜΕΤΑΞΑ, Π. ΝΙΑΡΧΟΣ, Κ. ΠΑΠΑΜΙΧΑΛΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ & ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗΣ Β' Τάξη Γενικού Λυκείου ΑΘΗΝΑ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΚΔΟΣΕΩΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΩΝ ΒΙΒΛΙΩΝ
Εικόνα εξωφύλλου: Μεγάλη εικόνα: Επεξεργασμένη εικόνα μιας περιοχής του νεφελώματος Μ16 που πάρθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Δείχνονται φάσεις από τη δημιουργία νέων αστέρων. Τα τεράστια "κουκούλια" που φαίνονται αποτελούν εκκολαπτήρια νέων αστέρων. Εικόνα στο μεγάλο κύκλο: Καλλιτεχνική αναπαράσταση της παρατήρησης ενός ΚΒάζαρ από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Εικόνα στο μικρό κύκλο: Ο Sojourner εξερευνώντας την επιφάνεια του Άρη.
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Ιστορική επισκόπηοη 10 1.2 Σκοπός και περιεχόμενο της Αστρονομίας 12 1.3 Τα μεγάλα σύγχρονα αστρονομικά προβλήματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΑ 2.1 Παρατήρηση και θεωρία 2.2 Αστρονομικές παρατηρήσεις 17 2.3 Παρατηρήσεις του ουρανού από έναν παρατηρητή που Βρίσκεται στη Γη 21 2.4 Παρατηρήσεις στην ορατή και αόρατη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος 26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 3.1 Τα μέλη του ηλιακού μας συστήματος 38 3.2 Φαινόμενες κινήσεις και φάσεις των πλανητών 40 3.3 Οι "πραγματικές" κινήσεις των πλανητών 41 3.4 Το σύστημα Γη - Σελήνη 46 3.5 Οι γήινοι πλανήτες 53 3.6 Οι πλανήτες της οικογένειας του Δία 58 3.7 Κομήτες, μετέωρα και μεσοπλανητικός χώρος 64 3.8 Δημιουργία και εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος 67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Ο ΗΛΙΟΣ 4.1 Γενικά 74 4.2 Πηγές ενέργειας του Ήλιου 74 4.3 Η δομή του Ηλίου 76 4.4 Η ηλιακή δραστηριότητα 79 4.5 Η ηλιακή ακτινοβολία 81 4.6 Επιδράσεις του Ηλίου στη Γη 83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΟΙ ΑΣΤΕΡΕΣ 5.1 Οι αστερισμοί 90 5.2 Φυσικά χαρακτηριστικά των αστέρων 91 5.3 Το διάγραμμα Η - R 92 5.4 Δημιουργία και εξέλιξη των αστέρων 96 5.5 Αστρικά συστήματα 105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΟΙ ΓΑΛΑΞΙΕΣ 6.1 Ο Γαλαξίας 110 6.2 Εξωγαλαξιακά αντικείμενα 114 6.3 Ομάδες και σμήνη γαλαξιών 116 6.4 Ειδικού τύπου γαλαξίες 119 6.5 Σχηματισμός και εξέλιξη των γαλαξιών 123 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ 7.1 Κοσμολογικές Υποθέσεις 130 7.2 Η διαστολή του Σύμπαντος και η ακτινοβολία 16 υποβάθρου 132 7.3 Το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης 134 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8: ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ 8.1 Γενικά 144 8.2 Διαστημικές συσκευές και προγράμματα 145 8.3 Οι τροχιές των πυραύλων και των διαστημοπλοίων 146 8.4 Δορυφόροι, διαστημόπλοια και διαστημικοί σταθμοί 147 8.5 Διαστημικές αποικίες - Γεωπλασία 150 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9: ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΚΑΙ Ο ΑΝΘΡΩΠΟΣ 9.1 Η ζωή στο Σύμπαν 156 9.2 Το μέλλον του ανθρώπινου είδους 158 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΦΥΣΙΚΕΣ ΣΤΑΘΕΡΕ Σ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΚΑ \ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 161 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II: ΟΙ ΑΣΤΕΡΙΣΜΟΙ 162 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ III: ΟΙ 20 ΛΑΜΠΡΟΤΕΡΟΙ ΑΣΤΕΡΕΣ ΤΟΥ ΟΥΡΑΝΟΥ 164 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV: ΧΑΡΤΕΣ ΤΟΥ ΟΥΡΑΝΟΥ 165 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ 173 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 187
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η Αστρονομία είναι ένας απ' τους πλέον συναρπαστικούς και ταχύτατα εξελισσόμενους κλάδους της επιστήμης. Ανέκαθεν, όχι μόνον επιστήμονες και σπουδαστές, αλλά και γενικότερα άνθρωποι με ανήσυχο νου έδειχναν και εξακολουθούν να δείχνουν τεράστιο ενδιαφέρον για τα επιτεύγματα και τις προόδους της επιστήμης αυτής. Τα συναρπαστικά θέματα, με τα οποία ασχολείται η Αστρονομία, αποτελούν πρόκληση για εκείνον που αρχίζει να τη γνωρίζει. Το Σύμπαν, που είναι το αντικείμενο μελέτης της Αστρονομίας, είναι ένας τεράστιος χώρος γεμάτος από αντικείμενα και διαδικασίες που δεν έχουν αντίστοιχα στη Γη. Είναι από κάθε άποψη εξαιρετικά ενδιαφέρον αλλά και χρήσιμο για το σύγχρονο άνθρωπο να γνωρίσει το φυσικό κόσμο που τον περιβάλλει και να γίνει κοινωνός του θαυμαστού κόσμου του Σύμπαντος. Το βιβλίο αυτό γράφτηκε για το μάθημα «ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗΣ», που διδάσκεται στη Β' τάξη του Ενιαίου Λυκείου, σύμφωνα με το αναλυτικό πρόγραμμα του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου. Η ύλη του μαθήματος έχει χωριστεί σε εννέα κεφάλαια, καθένα από τα οποία είναι και μια αυτοδύναμη ενότητα. Η διάταξη των κεφαλαίων έγινε κατά τέτοιον τρόπο, ώστε η παρεχόμενη γνώση και πληροφορία να βαίνει από τα απλούστερα προς τα πιο σύνθετα θέματα και από το κοντινό διάστημα προς το μακρινό Σύμπαν. Στο τέλος κάθε ενότητας γίνεται ανακεφαλαίωση, δίνονται ερωτήσεις και ασκήσεις και προτείνονται δραστηριότητες για την καλύτερη εμπέδωση της ύλης. Σε κάθε κεφάλαιο υπάρχουν ένθετα, όπου αναπτύσσονται ειδικά θέματα που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση ορισμένων αστρονομικών φαινομένων, εξηγούν τη λειτουργία αστρονομικών οργάνων ή παρέχουν πρόσθετες γνώσεις και πληροφορίες. Η μελέτη τους είναι υποβοηθητική και όχι προαπαιτούμενη για την επίτευξη των διδακτικών στόχων του βιβλίου. Οι εικόνες που περιλαμβάνονται είναι άρρηκτα συνυφασμένες με το περιεχόμενο της αντίστοιχης παραγράφου και βασικός συντελεστής αποσαφήνισης πολλών σημείων του κειμένου. Γι' αυτό προτείνεται η συστηματική τους παρατήρηση και η προσεκτική ανάγνωση του σχετικού υπότιτλου που επισυνάπτεται σ' αυτές. Στο τέλος του Βιβλίου δίνονται: α) Πίνακες με χρήσιμα αστρονομικά δεδομένα. Β) Αστρονομικοί χάρτες. γ) Ένα εκτεταμένο γλωσσάρι που περιέχει σύντομη ερμηνεία των αστρονομικών όρων και εννοιών που χρησιμοποιούνται μέσα στο κείμενο. Ελπίζουμε ότι το βιβλίο αυτό θα είναι χρήσιμο βοήθημα για εισαγωγή στην επιστήμη της Αστρονομίας. Πιστεύουμε ακόμη ότι θα αποτελέσει, όχι μόνο για το μαθητή, αλλά και για κάθε ενδιαφερόμενο, έναν ευχάριστο σύντροφο στις ελεύθερες ώρες του. Για μας η μεγαλύτερη ικανοποίηση θα είναι αν, μέσω της διδακτικής διαδικασίας, επιτευχθούν οι στόχοι της συγγραφής του Βιβλίου. Αθήνα, Δεκέμβριος 1998 Οι συγγραφείς